2020年4月3日 • VxWorks.

加速第四次工业革命的转型…这是VxWorks如何帮助

由米歇尔Chabroux

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第四次工业革命即将到来

我一直对机器很感兴趣，而且有点着迷，尤其是那些用来制造其他机器的机器。我对参观巨大的铸造厂或轮船厂有着美好的回忆。这要追溯到30年前，当时我还是一名高中毕业生，在一家机械工厂工作。我喜欢用于切割2英寸厚云母片的工业锯或g代码编程的cnc。说到这里，让我们回到第四次工业革命的话题上来。我不是历史迷，所以我不会在这里提供历史课程。不过，我要快速地过一遍。

18世纪末，随着蒸汽机的出现，第一次工业革命开始了。这使得生产得以显著机械化。这是伴随着社会变化的，但我不能谈论细节，因为我当时不在那里。

第二次工业革命是19世纪末引入电力和其他科学进步的副产品，这些进步提高了生产能力。我也不在那里。

第三次工业革命始于20世纪50年代，随着计算机的出现，我们走到了今天的位置。不过，这一切开始的时候我并不在场。

现在，我来这里是为了这个。第四次工业革命(有时称为“4IR”或“工业4.0”)是世界机械化进程的又一步。它建立在现有技术的基础上，并引入其他技术来进一步提高生产，扩大生产率，更重要的是，以更大的规模，甚至更快的速度，将机器与机器和人连接起来。

这是如此重要，以至于一些政府(我知道德国是第一个)采取行动，帮助推动和协调这一重大转变。

因此，第四次工业革命已经到来，当今世界的形势表明，需要提高工业的适应性。

但是实时操作系统（RTOS）是什么样的VxWorks.必须这样做吗？

第1部分：时间敏感网络

第四次工业革命带来了很多变化，在几乎所有领域都利用了很多技术。但是所有事物的一个共同点就是连通性。连接性支持新的业务模式、功能、服务和访问等。然而，并不是所有的网络流量生来都是平等的。有些比其他更重要，例如YouTube和关键机器控制。这就是时间敏感网络(TSN)概念发挥作用的地方。

简而言之，TSN是一组IEEE*协议，它定义了如何塑造网络流量，以确保重要的事情不被遗漏。快速搜索就能得到像PTP1588v2、802.1AS、802.1Qbu、802.1Qbv等协议。

在风河，我们关注这个需求已经有一段时间了。VxWorks 7在2017年就开始支持TSN。从那时起，我们一直在不断扩展TSN的功能。在最新发布的VxWorks 7(具体来说是SR0640)中，我们加大了对TSN的展望。我们的目标是提供精确的时间同步和有保证的有限延迟。

首先，我们扩展了硬件支持(是的，TSN需要硬件帮助才能进入微秒领域)。

其次，我们已经扩展了VxWorks 7所支持的协议标准，现在已经随IEEE1588v2、802.1AS、802.1Qbv和802.1Qbu开箱即用。2020年还会有更多。

第三，我们添加了技术来减少抖动并通过ETF（最早的Txtime First）改进排队纪律。

最后，TSN配置通过tsnconfig工具得到了极大的简化。

你可能想看看我们的设计博士博客文章lol亚博来自风河的TSN和实时操作对于这个主题的更深入潜水。

第2部分:OPC-UA -机器间通信的开放体系结构

此时，您习惯了解首字母缩略词。OPC-UA代表开放式平台通信，统一架构。从根本上，它是机器通信机器的开放式架构，并且是最重要的，因为...连接。

随着连接性的扩大，集成商的工作将变得更加复杂，因为他们从不同的供应商进货。OPC-UA的存在是为了确保不同厂商的小部件之间的互操作性，这些小部件使用不同的操作系统运行在不同的硅上，从Arm到Intel再到RISC-V。换句话说，OPC-UA是通信粘合剂。

自2018年以来，VxWorks 7已经对OPC-UA提供了开箱即用的支持，那么有什么变化呢?作为我们投资的一部分，我们意识到为了提供更多的价值，我们需要OPC-UA堆栈完全开放，也就是开源。因此，我们决定与open62541项目背后的团队合作。我们对该项目的第一个贡献已经在今年早些时候集成到这个库中，增加了对通过OpenSSL 1.x进行安全通信的支持。

”我们很高兴风河公司成为open62541项目的积极贡献者。”朱利叶斯Pfrommer以及open62541核心维护者之一。

因此，我很高兴地说，VxWorks 7 SR0640有开箱即用的支持Open62541.OPC-UA堆栈1.0.1。这将节省您的时间和金钱，并使您的生活更轻松地知道您可以依赖于维护的开源堆栈与具有与您相同目标的贡献者。

第3部分:Python

4IR迅速出现的强制性要求之一是人工智能(AI)。人工智能正在改变世界，使智能系统的出现成为可能。我不是指天网(我们还没有)，而是一个系统能够更智能地运行，适应，更好地处理不可预测的情况等的能力。在风河，我们相信智能系统和平台是让我们的客户在他们的“下一代”(这是一个被过度使用的术语，但我想不出一个更好的)努力中取得成功的关键。

Python恰好是许多AI框架的中心。因此，在边缘使用它似乎是合适的。边缘是一个地方而不是一个东西，在这里我指的是机电边缘，即在机械水平上驱动和控制机器的一类设备。换句话说，运行RTOS(例如VxWorks)的设备。

2019年10月，我们宣布Python 3.8在VxWorks 7上可用(我觉得有必要链接到我的博客主题)。现在，这是正式的。从VxWorks 7 SR0640开始，你就有了对Python 3.8的内置支持。

这还不够。为了能够添加足够的AI，我们决定加入其中NumPy，这是用Python进行科学计算的基本包。使用Python和NumPy，您的机器学习(ML)需求就在您的指尖。